JPH08200738A - Air conditioner - Google Patents

Air conditioner

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JPH08200738A
JPH08200738A JP7013134A JP1313495A JPH08200738A JP H08200738 A JPH08200738 A JP H08200738A JP 7013134 A JP7013134 A JP 7013134A JP 1313495 A JP1313495 A JP 1313495A JP H08200738 A JPH08200738 A JP H08200738A
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JP
Japan
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air conditioner
air
outside air
energy
conditioner
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Yoshinari Noguchi
義成 野口
Kentaro Uchiyama
健太郎 内山
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

PURPOSE: To omit about 25% of the maximum value energy effect by conserving cooling or heating energy to be consumed, and utilizing energy reciprocal to the cooling or heating without using external substitute energy in an air conditioner for a clean room for manufacturing semiconductor. CONSTITUTION: A route duct 15 branched from a return air route 7 to an air conditioner 13 is provided in an external air conditioner 2 in addition to a conventional external air introducing route 1 in the air conditioning particularly in an intermediate season and winter, and hence the energy for the external air conditioning is remarkably reduced by cancelling by the mixing effect of the introduced atmosphere and the return air at the inlet of the conditioner 2. The part of the return air including the internal heating load is branched to the conditioner 2 to reduce the absolute amount for conditioning by the conditioner 3. The conditioning energy is reduced proportionally thereto.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は空気調和装置に関し、特
に超LSI製造等に用いられるクリーンルーム内の超清
浄空気環境を製造・維持する空気調和装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air conditioner, and more particularly to an air conditioner for producing and maintaining an ultra-clean air environment in a clean room used for VLSI production.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の空気調和装置における省エネルギ
技術は第1に運転効率向上による省力化技術、第2に代
替エネルギによる省力化技術とに2大別される。この種
の省エネルギ技術を取り入れた空気調和装置の概略図を
示す図4を参照すると、この装置は、外気取り入れ経路
1と、導入外気を設定された温湿度に調和するための外
気調和機2と、調和外気と還り空気との混合空気を調和
して再度クリーンルームへ送気する空気調和機3と、清
浄度維持のため清浄空気を循環させるファン4と、調和
空気内の塵埃を捕獲し、清浄度を確保するためのHep
aフィルタ5と、このフィルタ5で仕切られたクリーン
ルーム29,サプライチャンバ30と、この他の諸冷却
手段と、配管とを備える。
2. Description of the Related Art Energy-saving technologies in conventional air conditioners are roughly classified into two: first, a labor-saving technology by improving operating efficiency, and second, a labor-saving technology by alternative energy. Referring to FIG. 4, which shows a schematic diagram of an air conditioner incorporating this type of energy-saving technology, this device includes an outside air intake path 1 and an outside air conditioner 2 for adjusting the introduced outside air to a set temperature and humidity. , An air conditioner 3 that harmonizes the mixed air of the conditioned outside air and the return air and sends the air to the clean room again, a fan 4 that circulates clean air to maintain cleanliness, and captures dust in the conditioned air. Hep for ensuring cleanliness
The filter 5 includes a filter 5, a clean room 29 partitioned by the filter 5, a supply chamber 30, other cooling means, and piping.

【0003】ここで、外気調和機2は、ヒータ(蒸気加
熱コイル)21と、蒸気噴霧式加湿管34と、クーラ
(冷却コイル)22と、送風ファン23とを備え、さら
に外気導入口と外気ダクト6への導出口とを備えてい
る。外気取り入れ経路1には、冷ガス熱交換器24,風
量調整用手動ダンパ25を備える。冷ガス熱交換器24
には、窒素タンク10が接続されている。クーラ22に
は、井戸9,冷凍機8,又は冷却塔11から、それぞれ
給水ポンプ26を使用して、冷媒が送られる。
Here, the outside air conditioner 2 is provided with a heater (steam heating coil) 21, a steam spraying humidifying pipe 34, a cooler (cooling coil) 22, and a blower fan 23, and further has an outside air inlet and an outside air. And a lead-out port to the duct 6. The outside air intake path 1 is provided with a cold gas heat exchanger 24 and an air volume adjusting manual damper 25. Cold gas heat exchanger 24
A nitrogen tank 10 is connected to the. Refrigerant is sent to the cooler 22 from the well 9, the refrigerator 8, or the cooling tower 11 using the water supply pump 26, respectively.

【0004】空気調和機3は、外気ダクト6からの外気
導入口,還りダクト7からの還り空気導入口,サプライ
チャンバ30への導出口がそれぞれ開口しており、内部
にクーラ27と蒸気噴霧式加湿管32と送風ファン28
とを備える。この空気調和機3内のクーラ27の冷却源
として、上記井戸9,冷凍機8,冷却塔11が用意され
ている。
The air conditioner 3 has an outside air inlet from the outside air duct 6, a return air inlet from the return duct 7, and an outlet to the supply chamber 30, each of which has a cooler 27 and a steam spray type inside. Humidification pipe 32 and blower fan 28
With. The well 9, the refrigerator 8 and the cooling tower 11 are prepared as cooling sources for the cooler 27 in the air conditioner 3.

【0005】循環ファン4は、リターンチャンバ31内
の空気をサプライチャンバ30内へ送るために必要であ
る。クリーンルーム29は、作業エリアとなるところ
で、高度の清浄度が要求される。このクリーンルーム2
9の上面は、低圧損Hepaフィルタ5を介してサプラ
イチャンバ30に接し、側方には諸設備を設置したサー
ビスエリア35が接し、また圧力センサ14が介在す
る。下面即ち床面は、リターンチャンバ31に開口す
る。
The circulation fan 4 is necessary for sending the air in the return chamber 31 into the supply chamber 30. The clean room 29 is a work area and is required to have a high degree of cleanliness. This clean room 2
The upper surface of 9 is in contact with the supply chamber 30 through the low pressure loss Hepa filter 5, the side is in contact with the service area 35 in which various equipments are installed, and the pressure sensor 14 is interposed. The lower surface or floor surface opens into the return chamber 31.

【0006】リターンチャンバ31は、還りダクト7へ
の導出口,ファン4への導出口が開口し、またサービス
エリア35内の設備と、この冷却塔20,冷水熱交換器
12とを結ぶ配管が通過する。サビースエリア35に
は、外気へ送出するファン33が設けられ、このファン
33の送出量を制御するインバータ13も備えられる。
The return chamber 31 has outlets to the return duct 7 and outlets to the fan 4, and a pipe connecting the equipment in the service area 35 to the cooling tower 20 and the cold water heat exchanger 12. pass. The service area 35 is provided with a fan 33 for sending out to the outside air, and an inverter 13 for controlling the sending amount of the fan 33 is also provided.

【0007】作業者が作業するクリーンルーム29は、
設備を設置してあるサービスエリア35からの塵埃の流
入を防ぐため、室内の圧力に、わずかの圧力差(約2m
mHg)を保つ必要がある。このような室間差圧を維持
すべく、圧力センサ14がこれを検知し、インバータ制
御機能を有する外気調和機2のファン23へ信号を送
り、このファン23の回転数を制御する。
The clean room 29 in which the worker works is
In order to prevent the inflow of dust from the service area 35 where the equipment is installed, a slight pressure difference (about 2 m
mHg) must be maintained. In order to maintain such a room-to-room differential pressure, the pressure sensor 14 detects it and sends a signal to the fan 23 of the outside air conditioner 2 having an inverter control function to control the rotation speed of this fan 23.

【0008】インバータ13は、設備が必要とする排気
量を検知した信号を受け取り、外部排気用排気ファン3
3の回転数を制御し、必要以上の電力消費を抑えるため
の装置である。
The inverter 13 receives a signal that detects the amount of exhaust required by the equipment, and receives the exhaust fan 3 for external exhaust.
It is a device for controlling the number of revolutions of 3 and suppressing unnecessary power consumption.

【0009】Hepaフィルタ5は、サプライチャンバ
30とクリーンルーム29との間に設けられ、この他の
フィルタとしては、外気調和機2の外気導入口に粉じん
用及び中性能プレフィルタを設置し、吸い込み空気の粗
大粉塵を捕集し、また空気調和機3には高性能プレフィ
ルタを設置し、クリーン度の維持に努めているが、いず
れも図示していない。
The Hepa filter 5 is provided between the supply chamber 30 and the clean room 29. As another filter, a dust and medium performance pre-filter is installed at the outside air inlet of the outside air conditioner 2 to suck in air. The coarse dust is collected, and a high-performance prefilter is installed in the air conditioner 3 in an effort to maintain cleanliness, but neither is shown.

【0010】上記低圧損Hepaフィルタとは、Hep
a(Highefficiencyparticula
te air)フィルタのことであり、通常超高性能フ
ィルタと呼ばれ、ろ過式フィルタの一種であり、サブミ
クロン粒子を非常に高い性能で捕集できる。このフィル
タの性能は、捕集率が0.3μmの粒子に対して99.
92%以上で、かつ定格風量における初期圧力損失が2
5.4mmAg以下と定められている。
The low pressure loss Hepa filter is Hep.
a (High efficiency particula
te air) filter, which is usually called an ultra-high performance filter, is a kind of filtration type filter and can collect submicron particles with extremely high performance. The performance of this filter is 99.000 for particles with a collection rate of 0.3 μm.
92% or more and the initial pressure loss at rated air flow is 2
It is specified to be 5.4 mmAg or less.

【0011】尚、後述する冷温熱源とは、空気調和シス
テムでの温調(空気の除湿,冷却)用冷源として冷水を
用いるが、この冷水製造機器を示す。冷水製造機として
は、遠心冷凍機や吸収式冷凍機等が代表的である。
The cold / heat source, which will be described later, uses cold water as a cold source for temperature control (air dehumidification, cooling) in an air conditioning system. Centrifugal refrigerators, absorption refrigerators, and the like are typical cold water producing machines.

【0012】図3の空気調和装置において、クリーンル
ーム29内の清浄エアー量を100%とすると、床面に
開口したリターンチャンバ31から還りダクト7へは3
7%,ファン4へは63%が送られる。空気調和機3へ
は、還りダクト7から37%,外気ダクト6から8%が
導入され、合わせて45%がファン28でサプライチャ
ンバ30へ導入される。このサプライチャンバ30に
は、ファン4からの63%と合わせて108%が導入さ
れ、このうち8%は、ファン33で外気へ排出される。
従って、外気調和機2への導入外気は8%となる。
In the air conditioner of FIG. 3, assuming that the amount of clean air in the clean room 29 is 100%, the return chamber 31 opened on the floor surface is connected to the return duct 7 by three.
7% and 63% to fan 4. To the air conditioner 3, 37% from the return duct 7 and 8% from the outside air duct 6 are introduced, and a total of 45% is introduced to the supply chamber 30 by the fan 28. 108% together with 63% from the fan 4 is introduced into the supply chamber 30, 8% of which is exhausted to the outside air by the fan 33.
Therefore, the amount of outside air introduced into the outside air conditioner 2 is 8%.

【0013】高温プロセスを基礎とする半導体製造装置
には、大量の発熱を伴うものが多く、クリーンルームの
大きな熱負荷源となっている。しかし、製造作業環境
は、その変動幅が温度±2℃,湿度±10%RHと厳し
い要求となっている。図3における温度・湿度の自動制
御系は図示していないが、以下に述べるように、ネガテ
ィブ・フィードバック制御構成となっている。
Many semiconductor manufacturing apparatuses based on a high temperature process are accompanied by a large amount of heat generation, and are a large heat load source for a clean room. However, the manufacturing work environment is severely required to have a fluctuation range of temperature ± 2 ° C. and humidity ± 10% RH. Although the automatic temperature / humidity control system in FIG. 3 is not shown, it has a negative feedback control configuration as described below.

【0014】クリーンルーム29内の室内型温度検出器
は、外気室内温度差指示調節器にクリーンルーム内温度
を入力し、その温度差に応じて比例制御モーターバルブ
を操作し、蒸気が外気調和器2内のヒータ21に導入さ
れる量を加減する。
The indoor temperature detector in the clean room 29 inputs the temperature in the clean room to the outside air room temperature difference indicating controller, operates the proportional control motor valve in accordance with the temperature difference, and steam is introduced into the outside air conditioner 2. The amount introduced into the heater 21 is adjusted.

【0015】クリーンルーム29内の室内型温度湿度検
出器は、室内温度指示調節器へ温度情報を送り、比例制
御用モータバルブを操作して、冷水が空気調和機3内の
クーラ27に導入される量を加減すると共に、湿度情報
を室内温度・湿度指示調節器へ送り、比例制御用モータ
ーバルブを操作して、蒸気が蒸気噴霧式加湿管32へ導
入される量を加減する。
The indoor temperature / humidity detector in the clean room 29 sends temperature information to the indoor temperature indicating controller, operates the proportional control motor valve, and introduces cold water into the cooler 27 in the air conditioner 3. In addition to adjusting the amount, the humidity information is sent to the indoor temperature / humidity indicator controller, and the proportional control motor valve is operated to adjust the amount of steam introduced into the steam spray humidifier pipe 32.

【0016】外気調和機2内の外気温度検出器は、外気
温度指示調節器へ外気温度情報を送り、これに基いて冷
水をクーラ22へ導入する量を、モーターバルブで加減
する。外気ダクト6に設けられた露点湿度検出器は、湿
度情報を露点湿度指示調節器ヘ送り、蒸気が外気調和機
2内の加湿管34に導入される量を、モーターバルブで
加減する。
The outside air temperature detector in the outside air conditioner 2 sends outside air temperature information to the outside air temperature indicating controller, and based on this, the amount of cold water introduced into the cooler 22 is adjusted by a motor valve. The dew-point humidity detector provided in the outside air duct 6 sends the humidity information to the dew-point humidity indicating controller, and adjusts the amount of steam introduced into the humidifying pipe 34 in the outside air conditioner 2 with a motor valve.

【0017】以上の5系統の自動制御系を備えている。
変動要因としては、外気の温度・湿度等があり、またク
リーンルーム29内の照明,動力,在室者からの発熱が
あり、さらにサービスエリア32内の製造装置からの発
熱等が挙げられる。
The above five automatic control systems are provided.
The factors of variation include the temperature and humidity of the outside air, the lighting and power in the clean room 29, the heat generated by people in the room, and the heat generated by the manufacturing equipment in the service area 32.

【0018】上述したように構成された空気調和装置に
適用される従来の省エネルギ技術は、冷温熱源の代替に
よる省力化が主流となっている。外気調和機2、空気調
和機3の通常の冷却源として、冷凍機8が造り出す冷水
が使用されるが、夏期には代替として、井戸9の水など
の自然冷熱源や、窒素(N2 )タンク10からの蒸発潜
熱などの蒸発冷却が活用される。いずれも、外気の冷却
・除湿のためのエネルギを補うものである。
In the conventional energy-saving technology applied to the air conditioner configured as described above, the mainstream is labor-saving by substituting the cold heat source. Cold water produced by the refrigerator 8 is used as a normal cooling source for the outside air conditioner 2 and the air conditioner 3, but in the summer, as an alternative, a natural cold heat source such as water in the well 9 or nitrogen (N 2 ). Evaporative cooling such as latent heat of vaporization from the tank 10 is utilized. Both of them supplement energy for cooling and dehumidifying the outside air.

【0019】また、冬期の外気は低温乾燥状態であるた
め、通年冷房を必要とする空気調和機3の代替冷温熱源
として、冷却塔11で冷却した冷却水を活用し、省力化
を図っている。
Further, since the outside air in the winter is in a low temperature dry state, the cooling water cooled in the cooling tower 11 is used as an alternative cold / hot heat source for the air conditioner 3 which needs to be cooled all year round, thereby saving labor. .

【0020】通年を通しての省エネルギ技術は、排熱利
用並びに高効率化である。この装置で使用される回転機
器の高効率機器の採用や、低圧損Hepaフィルタ等の
採用であり、またインバータ13,圧力センサ14によ
る風量制御や台数制御等である。さらに、冷却水の排熱
を、冷水熱交換器12による純水加温に利用するなど
が、従来の空気調和装置における省エネルギ技術として
あげられる。
Energy saving technologies throughout the year are utilization of waste heat and high efficiency. This is the adoption of high-efficiency rotary equipment used in this device, the adoption of low-pressure loss Hepa filter, and the like, and the air volume control and the number control of the inverter 13 and the pressure sensor 14. Further, utilizing the exhaust heat of the cooling water for warming the pure water by the cold water heat exchanger 12 is an energy saving technique in the conventional air conditioner.

【0021】この他に関連するとみられる従来技術とし
て、コンピュータに使用される電子機器の冷却装置を記
載した特開昭63−298513号公報や、可搬型通信
設備収容範内の空調方式を記載した特開昭64−782
3号公報などが強いてあげられるが、温度,湿度及び清
浄度を管理するシステムではなく、また実際にこの点に
関する構成は示されていない。
[0021] As other prior art which is considered to be related to this, Japanese Patent Laid-Open No. 63-298513, which describes a cooling device for electronic equipment used in a computer, and an air-conditioning system in a portable communication facility accommodating range are described. Japanese Patent Laid-Open No. 64-782
No. 3, for example, is strongly suggested, but it is not a system for managing temperature, humidity and cleanliness, and no actual configuration regarding this point is shown.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の空気調
和装置では、外気処理を行う外気調和機2の熱源とし
て、ヒータ21に導入される蒸気のみであるため、処理
エネルギの低減ができないという欠点がある。
In the above-described conventional air conditioner, since only the steam introduced into the heater 21 is used as the heat source of the outside air conditioner 2 which performs the outside air treatment, the processing energy cannot be reduced. There is.

【0023】また、空気調和機3内には、37%もの高
温度の還気が入力されるため、クーラ27の冷却能力と
して大きなものが必要とされている。
Further, since the return air having a temperature as high as 37% is input into the air conditioner 3, a large cooling capacity of the cooler 27 is required.

【0024】このように、空気調和システムのバランス
が悪く、ランニングコストミニマム化が図れていないと
いう欠点がある。以上から、空調ダクト引き回しと外気
導入量調整とに、再評価の必要性を認識した。
As described above, there is a drawback in that the balance of the air conditioning system is poor and the running cost cannot be minimized. From the above, we recognized the necessity of re-evaluation for air conditioning duct routing and outside air introduction amount adjustment.

【0025】さらに、従来では以下の問題点等が指摘さ
れる。
Further, conventionally, the following problems are pointed out.

【0026】(ア)自然冷熱源などによる代替であるた
め、質の安定性に欠け、安定した量の確保維持が困難で
ある。
(A) Since it is an alternative to a natural cold heat source or the like, it lacks quality stability and it is difficult to secure and maintain a stable amount.

【0027】(イ)外部エネルギの利用率が高く、その
ための設備が必要となる。
(A) The utilization rate of external energy is high, and equipment for that purpose is required.

【0028】(ウ)最も大きな課題は、最大省エネルギ
効果率が高々約20%程度である。
(C) The biggest problem is that the maximum energy saving effect rate is about 20% at most.

【0029】(エ)温度,湿度及び空気清浄度を、高精
度,高グレードに管理できない。
(D) Temperature, humidity and air cleanliness cannot be controlled with high precision and high grade.

【0030】本発明では、このような問題点等を解決す
るため、従来の冷熱源代替に主眼を置いた省エネルギ技
術とは異なり、空気調和装置自体の構成の見直しによ
り、省力化を図ること等に着目して、次の課題を掲げ
る。 (1)温度±2℃,湿度±10%RHの精度が得られる
こと。 (2)外部エネルギの依存度を低め、空気調和の信頼性
を高めること。 (3)量・質とも、充分な確保・維持ができること。 (4)最大省エネルギ効果率を高めること。 (5)装置規模を小さいものとすること。 (6)従来の装置の大幅な設計変更をともなわないこ
と。 (7)空気調和装置自体の省略化を図ること。 (8)空調ランニングコストを低減すること。 (9)特に冬期間の、外気処理に必要とする温熱源エネ
ルギの低減化を図ること。 (10)空調機内露点冷却に必要とする冷温熱源の低減
化を図ること。 (11)空調システムの総合的なバランスを良くして、
局所的な処理能力を増大させないようにすること。
In the present invention, in order to solve such problems, unlike the conventional energy-saving technology which focuses on the replacement of the cold heat source, the structure of the air conditioner itself is reviewed to save labor. Focusing on such issues, the following issues are raised. (1) Accuracy of temperature ± 2 ° C and humidity ± 10% RH should be obtained. (2) To reduce the dependency of external energy and improve the reliability of air conditioning. (3) Able to secure and maintain sufficient quantity and quality. (4) To increase the maximum energy saving effect rate. (5) The device scale should be small. (6) No major design changes to conventional equipment. (7) The air conditioner itself should be omitted. (8) Reduce air conditioning running costs. (9) To reduce the heat source energy required for outside air treatment, especially during the winter. (10) To reduce the cold / heat source required for dew point cooling in the air conditioner. (11) To improve the overall balance of the air conditioning system,
Do not increase local processing power.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】本発明の構成は、経時的
に変化する外気を調和する外気調和機と、この外気調和
機にて調和された外気とクリーンルーム内の内部発熱と
を調和する空気調和機と、前記クリーンルーム内の清浄
空気を循環するファンとを備えた空気調和装置におい
て、前記クリーンルームから前記外気調和機へ還気する
経路ダクトを設けたことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The structure of the present invention includes an outside air conditioner for adjusting the outside air that changes with time, and an air for adjusting the outside air conditioned by the outside air conditioner and the internal heat generation in the clean room. In an air conditioner including a conditioner and a fan that circulates clean air in the clean room, a path duct for returning air from the clean room to the outside air conditioner is provided.

【0032】特に前記外気調和機が、前記外気と前記還
気とを混合して調和する機能を有することを特徴とし、
また特に前記経路ダクトが、前記クリーンルームからの
還気を、前記外気調和機と前記空気調和機とで分配した
分岐ダクトであることも特徴とし、さらに特に前記外気
調和機から前記空気調和機への外気導入量と、前記クリ
ーンルームから前記空気調和機への還気導入量とが略等
しくなるように、前記経路ダクトが設定されていること
も特徴とする。
In particular, the outside air conditioner has a function of mixing and adjusting the outside air and the return air.
Further, in particular, the path duct is also characterized in that the return air from the clean room is a branch duct in which the outside air conditioner and the air conditioner are distributed, and more particularly from the outside air conditioner to the air conditioner. It is also characterized in that the path duct is set so that the amount of outside air introduced and the amount of return air introduced from the clean room to the air conditioner are substantially equal.

【0033】[0033]

【実施例】本発明の一実施例の空気調和装置を示す図1
の概略図を参照すると、この実施例は、還りダクト7か
ら分岐して外気調和機2に開口する経路ダクト15が存
在することが主な特徴の一つである。
FIG. 1 shows an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
Referring to the schematic diagram of 1., one of the main characteristics of this embodiment is that there is a path duct 15 that branches from the return duct 7 and opens to the outside air conditioner 2.

【0034】図4において説明した自動制御系等は存在
し、また冷凍機8も存在して、外気調和機,空気調和機
3の熱源として、除湿・冷却に必要なエネルギを供給し
ており、さらに加湿・加温な蒸気は別に設置されたボイ
ラから供給されているが、いずれも図1上には示さず省
略してある。
The automatic control system and the like described in FIG. 4 exist, and the refrigerator 8 also exists to supply the energy required for dehumidification / cooling as a heat source of the outside air conditioner and the air conditioner 3. Further, the humidified and heated steam is supplied from a boiler installed separately, but neither is shown in FIG. 1 and is omitted.

【0035】図4上の窒素タンク10,冷ガス熱交換器
24,井戸9,冷却塔11,20,冷水熱交換器12,
給水ポンプ26,圧力センサ14,インバータ13等
は、図1上に存在してもよいが、必ずしも必要不可欠な
ものでもない。
The nitrogen tank 10, cold gas heat exchanger 24, well 9, cooling towers 11 and 20, cold water heat exchanger 12 shown in FIG.
The water supply pump 26, the pressure sensor 14, the inverter 13 and the like may be present in FIG. 1, but are not necessarily essential.

【0036】しかし、この実施例において、外気取り入
れ経路1や、ヒータ16,クーラ17,ファン33,加
湿管34を含む外気調和機2,クーラ18,加湿管3
2,ファン28を含む空気調和機3,ファン4,フィル
タ5,外気ダクト6,還りダクト7等は、従来の図4と
共通する。
However, in this embodiment, the outside air intake passage 1, the outside air conditioner 2 including the heater 16, the cooler 17, the fan 33, and the humidification pipe 34, the cooler 18, and the humidification pipe 3 are included.
2, the air conditioner 3 including the fan 28, the fan 4, the filter 5, the outside air duct 6, the return duct 7 and the like are common to those of the conventional FIG.

【0037】この実施例では、還りダクト7から分岐し
た経路ダクト15を外気調和機2に導いているため、還
りダクト7内の37%のエアー量のうち22%は、空気
調和機3内に還りダクト7′を通して送られるが、残り
の15%は外気調和機2内に送られる。外気調和機2内
には、外気8%,経路ダクト15%が導入され、空気調
和機3内にはこれらがミキシングされ23%となって送
られる。その他のエアー量は、図3での説明と共通する
ため省略する。
In this embodiment, since the route duct 15 branched from the return duct 7 is guided to the outside air conditioner 2, 22% of the 37% air amount in the return duct 7 is in the air conditioner 3. Although it is sent through the return duct 7 ′, the remaining 15% is sent to the outside air conditioner 2. Outside air 8% and path duct 15% are introduced into the outside air conditioner 2, and these are mixed and sent to the inside of the air conditioner 3 as 23%. The other air amounts are omitted since they are common to the description in FIG.

【0038】図1の動作機能を示す図2の湿り空気線図
を参照すると、横軸は−5℃から+45℃までの乾球温
度の目盛りで、縦軸は0.000から0.034までの
絶対湿度〔kg/kg′〕の目盛りである。左側の過飽
和空気域(水滴を含む状態)と、不飽和空気域との境介
曲線を、飽和空気線40としている。絶対湿度とは、乾
き空気量に対する水蒸気量のことである。ここで、T点
上のポイントRAは、リターンチャンバ31内の所定の
温・湿度を含む空気を示し、S点上の黒丸ポイントはク
リーンルーム29内の空気を示し、R点上のポイントS
Aは空気調和機3内のファン28の送気を示し、ポイン
ト(c)は、外気ダクト6内の空気と還りダクト7′内
の空気とがミキシングされて落ち付く点である。
Referring to the moist air diagram of FIG. 2 showing the operating functions of FIG. 1, the horizontal axis is the scale of the dry-bulb temperature from −5 ° C. to + 45 ° C., and the vertical axis is from 0.000 to 0.034. It is a scale of absolute humidity [kg / kg ']. The boundary curve between the supersaturated air region on the left side (state including water droplets) and the unsaturated air region is defined as a saturated air line 40. Absolute humidity is the amount of water vapor relative to the amount of dry air. Here, the point RA on the T point indicates the air containing a predetermined temperature and humidity in the return chamber 31, the black circle point on the S point indicates the air in the clean room 29, and the point S on the R point.
A indicates air supply from the fan 28 in the air conditioner 3, and point (c) is that the air in the outside air duct 6 and the air in the return duct 7'are mixed and settled.

【0039】外気取り入れ経路1内の外気(二重丸で示
す)は、経路ダクト15内の空気即ちT点のリターンチ
ャンバ31の還気とミキシングされ、矢印(1)、(1
5)の方向に向い、R点で示すポイント(a)に落ち付
く。次に外気調和機2の加湿管34で加湿され、ポイン
ト(b)に落ち付く。これが外気ダクト6内の空気であ
る。この外気ダクト6内の空気と、還りダクト7′内の
空気(ポイントRA)とが空気調和機3内でミキシング
され、矢印(6),(7′)の方向に向い、ポイント
(c)に落ち付く。次にクーラ18で冷却され、矢印
(18)の方向に向いポイント(d)に落ち付き、これ
をファン28でサプライチャンバ30に送られる。サプ
ライチャンバ30では、還気(ポイントRA)とファン
4からの空気とがミキシングされ、クリーンルーム29
内の雰囲気が造られる。この点がS点上の黒丸の部分と
なる。
The outside air in the outside air intake passage 1 (shown by a double circle) is mixed with the air in the passage duct 15, that is, the return air in the return chamber 31 at the point T, and the arrows (1), (1
Go to the direction of 5) and settle on point (a) indicated by point R. Next, it is humidified by the humidifying pipe 34 of the outside air conditioner 2 and reaches the point (b). This is the air in the outside air duct 6. The air in the outside air duct 6 and the air in the return duct 7 '(point RA) are mixed in the air conditioner 3 and face in the directions of the arrows (6) and (7') to reach the point (c). Calm down. Next, it is cooled by the cooler 18 and settles at a point (d) facing in the direction of the arrow (18), and this is sent to the supply chamber 30 by the fan 28. In the supply chamber 30, the return air (point RA) and the air from the fan 4 are mixed, and the clean room 29
The atmosphere inside is created. This point corresponds to the black circle above point S.

【0040】図4の従来の空気調和装置において、外気
は外気調和機2に導入され、図2の破線の矢印(1
6),(17)を通り調和される。クリーンルーム29
内の内部発熱は、還りダクト(7)を通り、空気調和機
3に送られる。空気調和機3の入口(ポイント(c))
では、調和外気6とのミキシングにより冷却が行われ、
残った熱負荷は冷却コイルのクーラ27を通り、設定さ
れた温・湿度に調和され(ポイント(d))、クリーン
ルーム29へ再び送気される。このような従来における
外気の調和は、図2の破線ルートを通るため、多大なエ
ネルギを必要とする。
In the conventional air conditioner of FIG. 4, the outside air is introduced into the outside air conditioner 2 and the broken line arrow (1) in FIG.
Go through 6) and (17) to be harmonized. Clean room 29
Internal heat generated therein is sent to the air conditioner 3 through the return duct (7). Air conditioner 3 entrance (point (c))
Then, cooling is performed by mixing with the harmonious outside air 6,
The remaining heat load passes through the cooler 27 of the cooling coil, is harmonized with the set temperature and humidity (point (d)), and is again sent to the clean room 29. Such conventional harmony of the outside air requires a large amount of energy because it passes through the broken line route of FIG.

【0041】そこで、この実施例では、還りダクト15
を還りダクト7より分岐し、外気調和機2の入口に設け
ると、外気調和機2内に空気調和機3と同様のミキシン
グ効果が発生する。図2において、実線の矢印(1)と
(15)とが相殺し合い、調和のためのエネルギは、ポ
イント(a)から(b)分のエネルギ量で済むため、約
70%の省エネルギとなる。また、内部発熱負荷を含む
還り空気の一部を外気調和機2へ分岐することにより、
空気調和機3で調和する量が減少するため、約30%の
省エネルギとなる。従って、全冷熱エネルギの省エネル
ギ率は50%程度となる。
Therefore, in this embodiment, the return duct 15
When it is branched from the return air duct 7 and provided at the inlet of the outside air conditioner 2, the same mixing effect as that of the air conditioner 3 occurs in the outside air conditioner 2. In FIG. 2, the solid arrows (1) and (15) cancel each other out, and the energy for harmony is about 70% because the energy for points (a) to (b) is sufficient. . Further, by branching a part of the return air including the internal heat load to the outside air conditioner 2,
Since the amount of harmony in the air conditioner 3 is reduced, energy is saved by about 30%. Therefore, the energy saving rate of total cold energy is about 50%.

【0042】このような省エネルギ状態を示す図3の月
別消費エネルギ量〔%〕を参照すると、特に冬期の1
月,2月には略50%の省エネルギ(斜線で示した部
分)を達成できるという効果がある。
Referring to the monthly energy consumption [%] of FIG. 3 showing such an energy saving state, especially in the winter season, 1
In the month and February, there is an effect that energy saving of about 50% (hatched portion) can be achieved.

【0043】なお、上述した実施例における空気混合比
率は、コスト面から外気調和機2において、好ましくは
外気導入量1に対し還り空気量2であり、空気調和機3
においては、好ましくは外気調和量1に対し、還り空気
量1に設定してあるが、これに限定されるものではな
く、この他に適宜異なった空気混合比率をも取りえる。
The air mixing ratio in the above-described embodiment is, in terms of cost, in the outside air conditioner 2, preferably 1 outside air introduction amount and 2 return air amount, and the air conditioner 3
In the above, the return air amount is preferably set to 1 with respect to the external air harmony amount 1, but the present invention is not limited to this, and other different air mixing ratios can be taken.

【0044】還りダクト7を途中で還りダクト7′と経
路ダクト15とに分岐していることが、より簡単な変更
工事で済むという点で好ましいが、このように分岐せ
ず、経路ダクト15の導入口を直接リターンチャンバ3
1内に開口してもよい。
It is preferable that the return duct 7 is branched into the return duct 7'and the route duct 15 on the way from the viewpoint that a simpler modification work is required. Direct inlet to return chamber 3
You may open in 1.

【0045】図2中の各ポイント(a)乃至(d)の温
・湿度点は、図1中において共通のアルファベットでそ
の場所を示している。
The temperature / humidity points of points (a) to (d) in FIG. 2 are shown by their common alphabet in FIG.

【0046】以上のように、本発明によれば、加熱・加
湿処理に用いる熱量を還気から得るため、最小限の蒸気
量で済み、外気処理エネルギの低減が期待できる。空気
調和機2内の還気量低減に伴い、ミキシングエアの冷却
に用いる冷却エネルギが最小となり、空調機2内エア処
理エネルギの低減が図れる。
As described above, according to the present invention, since the amount of heat used for the heating / humidifying process is obtained from the return air, the minimum amount of steam is sufficient, and the reduction of outside air processing energy can be expected. As the amount of return air in the air conditioner 2 is reduced, the cooling energy used for cooling the mixing air is minimized, and the air processing energy in the air conditioner 2 can be reduced.

【0047】また本発明によれば、経時的に変化する外
気の状態に対応して外気調和機2では、蒸気エネルギに
よる加熱加湿,冷却エネルギによる冷却除湿と、特に中
間期・冬期においてはエネルギ形態が頻繁に入れ替る
が、クリーンルーム29の調和された清浄空気を一部外
気調和機2に還すことにより、ミキシング効果によりエ
ネルギが著しく低減し、また空気調和機3においても調
和量が減少するため、全体で消費するエネルギが低減さ
れる。
Further, according to the present invention, in the outside air conditioner 2, the heating and humidifying by the steam energy and the cooling and dehumidifying by the cooling energy are performed in the outside air conditioner 2 in response to the state of the outside air which changes with time. However, since part of the conditioned clean air in the clean room 29 is returned to the outside air conditioner 2, energy is significantly reduced due to the mixing effect, and the amount of harmony also decreases in the air conditioner 3. The energy consumed as a whole is reduced.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上の通り、本発明は、外部代替エネル
ギを使用せず、冷却・加熱と相反するエネルギの活用に
より、最大省エネルギ効果率約25%の省力化を図るこ
とができ、また空気調和装置自体が造りだした清浄空気
の利用であるため、特別な設備を必要とせず、質・量と
もに安定性・信頼性の高い装置が得られる等の効果があ
り、上述した各課題が達成される。
As described above, according to the present invention, it is possible to save the maximum energy saving effect rate of about 25% by utilizing the energy contradictory to cooling and heating without using external alternative energy. The use of clean air created by the air conditioner itself does not require special equipment, and has the effect of obtaining a device that is stable in quality and quantity and highly reliable. To be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の空気調和装置を示す概略図
である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an air conditioner of an embodiment of the present invention.

【図2】一実施例の動作を湿り空気線上のエネルギの動
きとして示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing an operation of one embodiment as a movement of energy on a moist air line.

【図3】一実施例による年間消費エネルギ推移を示す特
性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a transition of annual energy consumption according to an embodiment.

【図4】従来の省エネルギ技術による空気調和装置の概
略図である。
FIG. 4 is a schematic view of an air conditioner according to a conventional energy saving technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 外気取り入れ経路 2 外気調和機 3 空気調和機 4,23,28,33 循環ファン 5 フィルタ 6 外気ダクト 7,7′ 還りダクト 8 冷凍機 9 井戸 10 窒素タンク 11,20 冷却塔 13 インバータ 14 圧力センサ 15 経路ダクト 16,21 ヒータ 17,18,22,27 クーラ 24 冷ガス熱交換器 25 風量調整用手動ダンパ 26 給水ポンプ 29 クリーンルーム 30 サプラチャンバ 31 リターンチャンバ 32,34 蒸気噴霧式加湿管 35 サービスエリア 40 飽和空気域 1 Outside air intake route 2 Outside air conditioner 3 Air conditioner 4, 23, 28, 33 Circulation fan 5 Filter 6 Outside air duct 7, 7'Return duct 8 Refrigerator 9 Well 10 Nitrogen tank 11, 20 Cooling tower 13 Inverter 14 Pressure sensor 15 Path duct 16,21 Heater 17,18,22,27 Cooler 24 Cold gas heat exchanger 25 Manual damper for air flow adjustment 26 Water supply pump 29 Clean room 30 Supra chamber 31 Return chamber 32,34 Steam atomizing humidifier pipe 35 Service area 40 Saturated air

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 経時的に変化する外気を調和する外気調
和機と、この外気調和機にて調和された外気とクリーン
ルーム内の内部発熱とを調和する空気調和機と、前記ク
リーンルーム内の清浄空気を循環するファンとを備えた
空気調和装置において、前記クリーンルームから前記外
気調和機へ還気する経路ダクトを設けたことを特徴とす
る空気調和装置。
1. An outside air conditioner for adjusting the outside air that changes with time, an air conditioner for adjusting the outside air conditioned by the outside air conditioner and the internal heat generation in the clean room, and clean air in the clean room. An air conditioner provided with a fan that circulates the air conditioner, wherein a path duct for returning air from the clean room to the outside air conditioner is provided.
【請求項2】 前記外気調和機が、前記外気と前記還気
とを混合して調和する機能を有する請求項1記載の空気
調和装置。
2. The air conditioner according to claim 1, wherein the outside air conditioner has a function of mixing and adjusting the outside air and the return air.
【請求項3】 前記経路ダクトが、前記クリーンルーム
からの還気を、前記外気調和機と前記空気調和機とで分
配した分岐ダクトである請求項1記載の空気調和装置。
3. The air conditioner according to claim 1, wherein the path duct is a branch duct in which the return air from the clean room is distributed between the outside air conditioner and the air conditioner.
【請求項4】 前記外気調和機から前記空気調和機への
外気導入量と、前記クリーンルームから前記空気調和機
への還気導入量とが略等しくなるように、前記経路ダク
トが設定されている請求項1記載の空気調和装置。
4. The path duct is set so that an amount of outside air introduced into the air conditioner from the outside air conditioner and an amount of return air introduced into the air conditioner from the clean room are substantially equal to each other. The air conditioner according to claim 1.
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